Современные возможности лабораторных исследований реологических свойств крови

Понимание состояний реологических свойств крови является важным компонентом оценки микроциркуляции пациента и является непростой задачей для врача, даже в совре­менных условиях. Действительно, особенности реологического поведения крови человека обуславливают состояния его обмена на уровне микроциркуляции. Одним из наиболее важных и широко применяемых методов оценки является измерение вязкости цельной крови методом ротационной вискозиметрии, позволяющей получить кривую вязкости крови применительно практически ко всем участкам сосудистого русла. Наиболее широко для этих целей применяются ротационные вискозиметры, создающие скорости сдвига в диапазонах от менее 1 обратной секунды до тысяч обратных секунд, перекрывая таким образом, весь профиль скоростей движения крови в сосудистом русле.

В настоящее время для исследований крови человека наибольшее распространение получили зарубежные ротационные вискозиметры таких фирм, например, как “Contraves” (Швейцария). Эти приборы представляют собой классические ротационные вискозиметры с различными из­мерительными системами, такими как цилиндр-­цилиндр, пластина-пластина, конус-пластина и др. Приборы этих фирм отличает высокая тех­нология, позволяющая измерять вязкостные характеристики маленького объема образца крови в очень широком диапазоне скоростей сдвига. Имеющиеся дополнительные возможности по­зволяют оценить и вязко-пластические свойства биологических образцов, например, таких как синовиальная жидкость.

Однако высокие пользовательские харак­теристики этих приборов сопровождаются весь­ма высокой стоимостью (40-50 тысяч долларов США), что практически делает их недоступными для использования в нашей стране.

Ротационные вискозиметры отечественного производства до недавнего времени были пред­ставлены ротационным вискозиметром АКР-2. Однако в настоящее время его прозводство прекращено.

Несмотря на высокую клиническую вос­требованность исследований вязкости крови, необходимо отметить, что показатель вязкости цельной крови, представляет собой интеграль­ную величину, определяемую:

· концентрацией эритроцитов (гематокритом);

· вязкостью плазмы;

· агрегацией эритроцитов;

· деформируемостью эритроцитов.

Последние два обстоятельства являются основными, определяющими так называемое «неньютоновское» поведение крови в потоке, характеризуемое ее различной вязкостью при разных скоростях кровотока (Рис. 1).

Рис. 1

Понятно, что наибольший клинический ин­терес могут представлять эти два показателя реологического поведения крови: агрегация и деформируемость эритроцитов.

Агрегация эритроцитов (АЭ)

В настоящее время в соответствии с рядом рекомендаций (1, 2) предлагается несколько методов исследования агрегации эритроцитов: измерение скорости седиментации эритроцитов (СОЭ), измерение светопропускания или светоо­тражения суспензии эритроцитов до и после ее интенсивного перемешивания (силлектометрия), микроскопическая оценка агрегатов эритроцитов, метод определения коэффициента отношений вязкости крови при низкой и высокой скорости сдвига, ультразвуковая оценка агрегации эри­троцитов.

Все эти методики имеют ту или иную степень распространения и эффективности. В настоящее время большинство исследователей оценивает метод силлектометрии как наиболее адекватный метод оценки агрегации эритроцитов (АЭ).

Одним из наиболее современных приборов, позволящих оценить АЭ методом силлектомет­рии, является анализатор Rheoscan A произ­водства фирмы Rheomeditech (Ю. Корея) (Рис. 2).

Рис. 2

Данный прибор позволяет использовать 8 мкл стабилизированной цельной крови и в течении 10 сек рассчитывает основные показатели АЭ: мак­симальную агрегацию (МА) и время достижения 50% максимальной агрегации Тмакс (Рис. 3).

Рис. 3

Наряду с подобным методом исследования АЭ, в приборе Rheoscan AND 300 реализован ори­гинальный метод исследования АЭ, основанный на измерении минимального напряжения сдвига, необходимого для дезагрегации эритроцитов и достижения диспергированного состояния про­бы крови, т. е. предельного напряжения сдвига (Рис. 4). Важной особенностью данного показате­ля является его независимость от концентрации клеток в пробе крови.

Рис. 4

Ряд исследований последних лет показывает хорошую эффективность оценки АЭ с использованием приборов Rheoscan A при септических состояниях, диабете и его осложнениях, коро­нарном синдроме и пр. (3, 4, 5, 6).

Деформируемость эритроцитов (ДЭ)

Исследованиями, проведенными в последние десятилетия, показано, что важнейшим свойством эритроцитов, обусловливающим их способность выполнять транспортные функции в системе сосудов микроциркуляции, является их деформи­руемость (7, 8). Она зависит от функциональной геометрии клетки, ее мембранной вязкоэластич­ности и цитоплазматической вязкости (9).

Вместе с тем, вязкость внутреннего содер­жимого эритроцитов вносит существенный вклад в деформируемость клетки только при высоких концентрациях гемоглобина, > 50 г/дл, тогда как при его нормальных концентрациях деформация эритроцитов в основном связана с эластичностью мембраны клетки (10).

Одним из наиболее ранних методов оценки ДЭ является метод фильтрации, основанный на измерении времени фильтрации образца крови через калиброванный поликарбонатный фильтр с размерами пор 3-5 мкм (11). Метод микропипеточной аспирации основан на оценке отрицатель­ного давления, необходимого для всасывания в микропипетку части или всего эритроцита (11).

Значительное распространение в настоящее время получил метод лазерной эллипсометрии или эктацитометрии. Данный метод предпола­гает математическую оценку дифракционного изображения эритроцита при воздействии на него высоких скоростей сдвига в измерительной камере ротационного вискозиметра или при про­хождении пробы крови через калиброванный ка­пилляр (Рис. 5). Основным показателем данного исследования является так называемый «индекс эластичности», рассчитываемый прибором на основании изменения геометрических размеров изображения эритроцита.

Рис. 5

Измерения ДЭ с использованием Rheоscan AND 300 производится в специальном одноразо­вом картридже. Для исследования в автомати­ческом режиме необходимо 3 мкл кровии и 5 с времени, что позволяет говорить о приборе как о РОС анализаторе. В настоящее время с исполь­зованием этого прибора проведены исследования больных гематологическими заболеваниями, диабетом, онкологическими заболеваниями, диа­бетической офтальмо и нефропатиями и пр.

Линейку приборов для исследования микро­реологических свойств крови производства фир­мы Rheomeditech (Ю. Корея) на рынке России представляет ООО «ТПО МедиоЛаб».

А. Б. Косырев,
кандидат медицинских наук, доцент кафедры биохимии РМАПО М3 РФ

Литература:

1. R. M. Bauersachs, R. B. Wenby and H. J. Meiselman, Determination of specific red blood cell aggregation indices via an automatedsystem, Clin. Hemorheol. 9 (1989), 1-25.

2. G. Barshtein, D. Wajnblum and S. Yedgar, Kinetics of linear rouleaux formation studied by visual monitoring of red cell dynamic organization, Biophys. J. 78 (2000), 2470-2474.

3. Sakr Y, Dubois MJ, De Backer D, et al: Persistentmicrocirculatory alterations are associated with organ failure and death in patientswith septic shock. Crit Care Med 2004;32:1825-1831

4. A. Vaya, J. Iborra, C. Falco, I. Moreno, P. Bolufer, F. Ferrando, M.L. Perez and A. Justo, Rheological behaviour of red blood cells in beta and deltabeta thalassemia trait., Clin. Hemorheol. Microcirc. 28 (2003), 71-78.

5. Le Devehat C, Boisseau M, Vimeux M, et al. Hemorheologicalfactors in the pathophysiology of venous diseases. ClinHemorheol9: 861-870, 1989.

6. Kesmarky G, Toth K, Habon L, et al. Hemo- rheological parametersin coronary artery disease. ClinHemorheolMicrocirc 18: 245-251, 1998.

7. Галенок В. А., Гостинская Е. В., Диккер В. Е. Гемореология при нарушениях углеводного обме­на [Текст] / В. А. Галенок, Е. В. Гостинская, В. Е. Диккер. - Новосибирск: Наука, 1987. - 258 с.

8. Chierego M, Verdant C, De Backer D: Micro­circulatory alterations in critically ill patients. Minerva Anestesiol 2006; 72:199-205.

9. Nash, G.B., Meiselman, H.J. Effect of Dehy­dration on the Viscoelastic Behavior of Redd Cells / G.B.Nash, H.J. Meiselman. - Blood Cells, 1991. - Vol. 17. - P 517-522.

10. Nunomura, W., Takakuwa, Y. Regulation of protein 4.1R interactions with membrane proteins by Ca2+ and calmodulin [Текст] / W. Nunomura, Y. Takakuwa. - Front Biosci., 2006. - Vol. 11. - P 1522-1539.

11. O. K. Baskurt et al. New guidelines for hemo- rheological laboratory techniques.

Косырев А.Б., ООО "ТПО" Медио Лаб" / Современная лабораторная диагностика // Отраслевые справочники, №1 (24) '18.